4.1水资源及其利用（讲义）-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）

4.1 水资源及其利用 01. 学习目标 1. 了解世界和我国的水资源状况，学习用辩证的方法看待水资源的丰富和有限； 2. 了解水污染、水枯竭等水危机问题及水污染防治、节水方法等应对水危机的措施； 3. 认识水是宝贵的自然资源，形成保护和节约水资源的可持续发展意识与社会责任； 4. 了解自来水的生产流程，了解吸附、沉降、过滤和蒸馏等净化水的常用方法。了解硬水与软水的区别；了解净化水在生产和生活中的意义。 重点 自来水的净化过程； 过滤操作； 蒸馏； 难点 过滤操作失败原因的分析； 02. 思维导图 03. 新知导学 1、 人类拥有的水资源 1. 地球水资源状况 2. 我国水资源状况 我国水资源总量为3.0×1012m3，但人均水资源量只有2.1×103m3，且地域差距很大，一些地区水资源短缺，影响了人民生活和经济发展。 【知识拓展】 海水淡化，又称海水脱盐，是除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程。 2、 保护水资源 1. 水资源短缺的原因 ①人类生产生活的用水量不断增加； ②水体污染影响了水资源的利用，使本已紧张的水资源更显短缺。 2. 保护水资源 保护水资源，既要合理利用水资源，又要防治水体污染。 （1） 合理利用水资源 · 节约用水（提高水的利用率） 在工业上 应用新技术、改进工艺 工业用水重复使用 在农业上 采用节水灌溉方式，如喷灌、滴灌等 在生活上 改变用水习惯（如随手关闭水龙头等） 推广节水器具 一水多用（如淘米水浇花等） · 合理调配水资源 我国通过修建水库和实施跨流域调水（如南水北调）等措施，有效改善了水资源时空分布不均的局面，解决了很多地区严重缺水、水资源随季节变化大等问题。 （2） 防治水体污染 水体污染的危害 影响工农业生产 破坏水生生态系统 危害人体健康 防治措施 应用新技术、新工艺减少污染物的产生 对污水进行处理，使之符合排放标准（污水经物理、化学或生物方法进行分级处理后，可作为工业生产、农业灌溉、园林绿化或景观用水） 三、水的净化 1. 自来水的净化 2. 过滤 （1）原理：过滤是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种物理方法。 ①分离不溶于液体的固体与液体； ②分离两种固体：一种溶于液体的固体；一种难溶于液体的固体； （2）过滤器的准备 （3） 过滤用到的仪器 铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、玻璃棒 （4） 过滤操作要点及注意事项 过滤操作可以概括为“一贴、二低、三靠” 一贴 二低 三靠 滤纸紧贴漏斗内壁（防止留有气泡使液体流速减慢） 方法：可用少量水将滤纸润湿，使其与漏斗内壁间没有气泡；若有气泡，可用玻璃棒将气泡赶走 滤纸边缘低于漏斗边缘（防止液体从漏斗外流出） 烧杯尖嘴紧靠玻璃棒（防止液体流到漏斗外） 液面低于滤纸边缘（防止液体未经过滤而从滤纸与漏斗的间隙留下） 玻璃棒的末端轻靠三层滤纸的一边（防止滤纸破损） 漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（防止滤液溅出） 【点拨】 · 过滤后滤液仍然浑浊的原因：滤纸破损、过滤时液面高于滤纸边缘、仪器不干净等。 · 过滤在生活中的应用：漏勺、茶杯中的滤网、筛子、口罩等都应用了过滤的原理。 · 实验室中的滤纸可以用脱脂棉、口罩等代替，漏斗可以用去掉底部的饮料瓶代替。 如果用具有吸附作用的固体过滤液体，不仅可以滤去其中的不溶性杂质，还可以吸附一些溶解的杂质，除去异味。 【点拨】 活性炭净水器 示意图 原理 利用活性炭的吸附性除去水中的颜色和异味杂质，同时还能起到过滤层的作用，滤去不溶性杂质。具体来说，活性炭具有疏松多孔的结构，这使得它拥有很大的表面积，能够吸附水中的微小颗粒和一些可溶于水的杂质。此外，活性炭还能吸附水中的异味和色素，使水变得更加清澈透明。 活性炭净水器示意图中为什么入水口在下，出水口在上？理由？ 活性炭净水器入水口在下的设计是为了提高净水效果。 这种设计可以确保水与活性炭充分接触，从而更有效地去除水中的杂质。如果入水口在上，水会在重力作用下迅速流过活性炭，导致与活性炭的接触时间较短，影响净水效果。而入水口在下，则可以使水流速度减慢，增加水与活性炭的接触时间，提高吸附效果。 活性炭净水器中活性炭的作用 ①吸附杂质：活性炭具有多孔性固体表面，能够吸附去除水中的有机物或有毒物质，使水得到净化； ②去除异味：活性炭可以有效除去水中的臭味、氯、氰及多种重金属离子等有害物质和脱色净水； ③提高水质纯净度：活性炭不但能除去异臭异味，还能提高水的纯净度。它对水中各种杂质如氯、酚、砷、铅、氰化物、农药等有害物质也有很高的去除率； ④适用范围广：活性炭不仅适用于家庭净水器，还广泛用于城市生活饮用水、纯净水、蒸馏水、超纯水等制造设备的填装、脱氯、降油净化及各种工业污水深度净化处理。 综上所述，净水器活性炭在水处理过程中发挥着重要作用，能够有效改善水质，保障饮水安全。 【知识拓展】 简易净水器制作 小卵石、石英砂、蓬松棉的作用是过滤，其中小卵石可以除去水中颗粒较大的难溶性杂质，石英砂可以除去颗粒较小的难溶性杂质。活性炭可以吸附水中的一些可溶性杂质，除去颜色、异味。 注意：经该简易净水器净化后的水，不能直接饮用。 3. 硬水和软水 （1）定义 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。（硬水是混合物） 软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。（软水不一定是混合物，例蒸馏水是纯净物） （2） 硬水的危害 硬水的危害 用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不净衣物，时间长了还会使衣物变硬。 锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢后不仅浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。 长期引用硬度过高的水不利于人体健康 煮沸可以使水中的可溶性钙、镁化合物变成沉淀物（即水垢，其主要成分是碳酸钙和氢氧化镁），从而降低水的硬度。 4. 蒸馏 （1） 原理 根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离（分离和提纯液态混合物或除去混在液体中的杂质）的一种方法，是物理变化。实验室采用蒸馏的方法制取蒸馏水。（蒸馏水是纯净物） （2） 制取蒸馏水 ①在烧瓶中加入自来水，再加入几粒沸石（或碎瓷片以防加热时出现暴沸）； ②按下图所示连接好装置，使各连接部位严密不漏气； ③加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈（以防液体通过导管直接流到试管里）； ④弃去开始馏出的部分液体（其中可能含有低沸点的杂质和仪器内壁的杂质），收集约10mL蒸馏水后，停止加热。 实验室常用的蒸馏装置 制取蒸馏水的简易装置 【点拨】 蒸馏装置中，冷却水的流向跟水蒸气的流向相反，逆流冷却效果较好。 常用的净水方法（这几种净水方法均为物理变化） 方法 原理 作用 所得物质类别 净化程度 沉降 在水中加入混凝剂使水中的悬浮杂质较快沉降 除去不溶性杂质 混合物 由 低 到 高 过滤 将不溶于液体的固体物质与液体分离 除去不溶性杂质 混合物 吸附 利用活性炭等具有吸附作用的物质把水中的一些不溶性杂质滤去、吸附部分可溶性杂质 除去不溶性杂质、可溶性杂质（如色素、异味等） 混合物 蒸馏 通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成蒸馏水 除去不溶性杂质、可溶性杂质 纯净物 【知识归纳】 水的净化过程 04. 夯实基础 1．下列有关水的说法正确的是（） A．地球上的淡水资源取之不尽 B．农业灌溉将漫灌改为滴灌，可节约用水 C．煮沸后的自来水是纯水 D．过滤可除去水中的所有杂质 【答案】B 【详解】A、地球上的淡水资源有限，所以我们应该节约用水，故说法错误； B、农业和园林灌溉将大水漫灌改为滴灌或喷灌，可节约用水，故说法正确； C、煮沸后的自来水中仍含有可溶性杂质，属于混合物，而不是纯水，故说法错误； D、过滤能除去水中的难溶性杂质，但不能除去水中所有杂质，故说法错误。故选B。 2．自制的净水器如图所示，下列说法错误的是（） A．该净水器净化后的河水属于纯净物 B．该净水器能除去泥沙等难溶性杂质 C．该净水器不能杀菌消毒 D．该净水器中小卵石和石英砂等可起到过滤作用 【答案】A 【详解】A、该装置净化后得到的水中含有可溶性的钙、镁化合物等，属于混合物，该选项符合题意； B、该净水装置中的小卵石、石英砂可以除去水中的难溶性杂质，该选项不符合题意； C、要达到杀菌消毒的效果，需要加入消毒剂，而图示净水器中不含有消毒剂，则该净水器不能起到杀菌消毒的效果，该选项不符合题意； D、该净水装置中的小卵石、石英砂过滤掉水中的难溶性杂质，该选项不符合题意。故选A。 3．自来水厂中通常使用对水体进行处理，其作用是（） A．杀菌消毒 B．吸附杂质 C．絮凝沉降 D．过滤沉淀 【答案】A 【详解】A、杀菌消毒：氯气在水中反应生成次氯酸(HCIO)，次氯酸具有强氧化性，能破坏细菌和病毒的细胞结构，从而杀灭微生物。这是氯气在自来水厂中的主要作用。因此，此选项正确； B、吸附杂质：吸附杂质通常使用活性炭等物质，活性炭具有多孔结构，能吸附水中的异味、色素和有机杂质。氯气是气体，不具有吸附性能。因此，此选项错误； C、絮凝沉降：絮凝沉降是通过添加絮凝剂(如明矾)实现的。明矾水解生成胶状氢氧化铝，吸附水中细小颗粒形成大颗粒而沉降。氯气不参与絮凝过程。因此，此选项错误； D、过滤沉淀：过滤沉淀是物理分离过程，通过砂滤池、活性炭滤层等去除水中的悬浮杂质。氯气是化学消毒剂，不涉及过滤操作。因此，此选项错误；故选A。 4．下列说法不正确的是（） A．用蒸馏法从海水中得到蒸馏水是化学变化 B．水的天然循环是通过其三态变化实现的 C．自制简易净水器中细沙的作用是过滤 D．可供人类直接利用的淡水资源非常少，要节约用水 【答案】A 【详解】A、用蒸馏法从海水中得到蒸馏水，是利用水的沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，A错误； B、水的天然循环是通过水的液态、气态、固态之间的三态变化实现的，B正确； C、自制简易净水器中细沙可以阻挡不溶性杂质，起到过滤的作用，C正确； D、可供人类直接利用的淡水资源非常少，所以要节约用水，D正确。故选A。 5．下图表示的是过滤装置，以下有关过滤的操作规范的是（） A．滤纸边缘高出漏斗 B．漏斗末端管口紧靠烧杯内壁 C．玻璃棒末端轻轻斜靠在一层滤纸的一边 D．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 【答案】B 【详解】A、过滤操作中，“二低”要求滤纸边缘低于漏斗边缘，若滤纸边缘高出漏斗，会导致部分液体不经过滤纸过滤直接流下，使滤液浑浊。所以该选项错误。 B、“三靠”要求漏斗末端管口紧靠烧杯内壁，这样可以使滤液沿烧杯内壁流下，防止滤液溅出。该选项正确。 C、“三靠”要求玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，若斜靠在一层滤纸的一边，玻璃棒易戳破滤纸，使滤液浑浊。所以该选项错误。 D、过滤时，玻璃棒的作用是引流，不能用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动，否则会戳破滤纸，导致过滤失败。所以该选项错误。故选B。 6．汾河生态修复是一项旨在恢复汾河流域生态系统功能、改善流域生态环境的重要工程。下列修复措施与目的对应关系不正确的是（） A．河道清淤：提高河道的行洪能力 B．曝气增氧：促进污染物的氧化分解 C．定期检测pH：监测水体的酸碱度 D．投放活性炭：吸附汾河水中的泥沙 【答案】D 【详解】A、河道清淤是清除河底淤泥和杂物，增加河道深度和容量，从而提升水流通过能力，减少洪水风险。不符合题意； B、曝气增氧是向水体中注入空气或氧气，增加溶解氧含量。溶解氧是微生物分解有机污染物的必要条件，因此该措施能促进污染物的氧化分解，不符合题意； C、pH是衡量水体酸碱度的指标，定期检测pH是为了直接监测水体的酸碱度变化，确保水质稳定。不符合题意； D、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，不能吸附水中的泥沙，符合题意。故选D。 7．下列实验设计能达到实验目的的是（） 实验设计 实验目的 A．测定空气中氧气含量 B．证明蜡烛燃烧生成二氧化碳 C．探究不同种催化剂对分解速率的影响 D．制取蒸馏水 A． A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项不能达到实验目的； B、图中实验，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁出现水雾，证明蜡烛燃烧生成了水，检验二氧化碳，应使用澄清石灰水，故选项不能达到实验目的； C、探究不同种催化剂对H2O2分解速率的影响，控制的变量为催化剂种类，其他条件应相同，图中过氧化氢溶液的浓度也不同，故选项不能达到实验目的； D、图中实验，蒸馏瓶中温度计位置正确，垫石棉网加热，酒精灯用外焰，冷凝水下进上出，故选项能达到实验目的。故选D。 8．“生命吸管”是一种野外获得饮用水的简易装置，其原理如图。下列说法不正确的是（） A．PP棉滤网利用过滤原理除去水中的泥沙 B．活性炭滤芯可除去水中的色素和异味 C．除菌超滤膜能除去水中的细菌 D．天然水经过该装置后得到的液体是纯水 【答案】D 【详解】A、过滤可以除去不溶性杂质，PP棉滤网利用过滤原理除去水中的泥沙，该选项说法正确； B、活性炭疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中各种有毒有颜色有气味的物质，因此活性炭滤芯可除去水中的色素和异味，该选项说法正确； C、除菌超滤膜能除去水中的细菌，该选项说法正确； D、天然水经过该装置后，可以除去不溶性杂质、细菌、色素、异味，仍含有多种离子，得到的液体不是纯水，该选项说法错误。故选D。 9．如图是化学兴趣小组为鱼缸设计的净水装置，为增强净水效果，净水材料（小卵石体积比石英砂大）从下到上最佳堆叠顺序是（） A．小卵石石英砂活性炭 B．活性炭石英砂小卵石 C．石英砂活性炭小卵石 D．活性炭小卵石石英砂 【答案】A 【详解】A、小卵石体积比石英砂大，先通过小卵石可以过滤掉较大颗粒的杂质，然后通过石英砂进一步过滤较小颗粒的杂质，最后通过活性炭吸附色素和异味等，这样的堆叠顺序符合净水的原理，能增强净水效果，A正确。 B、如果先使用活性炭，较大颗粒的杂质可能会堵塞活性炭的孔隙，影响其吸附效果，且不符合先粗过滤后细过滤的顺序，B错误。 C、石英砂的颗粒比小卵石小，先使用石英砂，较大颗粒的杂质容易堵塞石英砂层，导致水流不畅，且不符合合理的过滤顺序，C错误。 D、先使用活性炭不符合合理的净水顺序，会影响净水效果，D错误。故选A。 10．如图为活性炭净水器示意图，下列说法错误的是（） A．该过程能将硬水转化为软水 B．该装置能除去水中的色素和异味 C．为提高净水效果，b为入水口，a为出水口 D．该净水原理体现了“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念 【答案】A 【详解】A、该装置中活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，不能除去可溶性钙、镁化合物，不能将硬水转化为软水，符合题意； B、该装置中活性炭结构疏松多孔，具有吸水性，可以吸附水中的色素和异味，不符合题意； C、为提高净水效果，b为入水口，a为出水口，这样可使水与活性炭充分接触，净化的比较充分，不符合题意； D、该净水原理是活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，体现了“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念，不符合题意。故选A。 11．珠江是广东省的“母亲河”也是城市用水的重要水源，自来水厂需对江水进行多步净化。以下处理步骤的正确顺序是（） ①投药消毒(如通入氯气杀死水中微生物)②过滤(去除不溶性杂质) ③静置沉降(加入明矾吸附悬浮物)④活性炭吸附(去除异味和色素) A．①→③→②→④ B．②→③→①→④ C．③→④→②→① D．③→②→④→① 【答案】D 【详解】自来水厂净水过程为：沉淀(加入明矾会吸附水中悬浮的杂质，使其沉降)、过滤(除去水中难溶性杂质)、活性炭吸附(能除去水中的色素和异味)、消毒(杀死细菌病毒)，则步骤为③②④①，故选D。 12．便携式户外净水器(如图)能够除去河水中的钙离子、镁离子等微粒，达到过滤杂质和软化水质的目的。以下有关此净水器工作原理的分析，正确的一项是（） A．该装置中的活性炭起到吸附杂质的作用 B．该装置利用了蒸馏原理来软化水质 C．利用静置沉淀除去水中的钙离子、镁离子 D．该装置可以除去水中所有的杂质 【答案】A 【详解】A、该装置中活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味等杂质，符合题意； B、该装置利用离子交换的原理除去水中的钙、镁离子，即利用离子交换原理来软化水质，不符合题意； C、该装置利用离子交换的原理除去水中的钙离子、镁离子，静置沉淀只能使悬浮的杂质沉降，不能除去水中的钙离子、镁离子，不符合题意； D、该装置只能除去水中的难溶性杂质、色素和异味，钙、镁离子等，不能除去水中所有的杂质，不符合题意。故选A。 13．回答下列问题： （1）明矾可用于净水，是因为明矾可以___________。 （2）对于①静置沉淀   ②吸附沉淀   ③过滤   ④蒸馏等净化水的操作，单一操作相对净化程度由低到高的顺序是___________。 （3）在如图过滤的实验操作中： ①在实验室完成该操作所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有___________（填仪器名称），其中玻璃棒的作用___________。 ②该操作用于水的净水，可除水中___________（填“可溶性”或“不溶性”）杂质。 ③如果滤液仍然浑浊。原因可能是___________。（写出一点即可） （4）家庭净水器中含有大量的活性炭，活性炭起___________作用。 【答案】 （1）加速悬浮物的沉降 （2）①②③④ （3）①漏斗 引流 ②不溶性 ③滤纸破损（合理即可） （4）吸附（合理即可） 【详解】 （1）明矾可用于净水，是因为明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，故填：加速悬浮物的沉降； （2）①静置沉淀，只能使悬浮的杂质沉淀；②吸附沉淀，是利用絮凝剂加速悬浮物的沉降；③过滤可实现固液分离，除去难溶性杂质；④蒸馏可除去所有杂质，故单一操作相对净化程度由低到高的顺序是：①②③④； （3）①过滤所需的玻璃仪器是：烧杯、玻璃棒、漏斗；过滤时，玻璃棒的作用是：引流； ②过滤可实现固液分离，除去不溶性杂质； ③如果滤液仍然浑浊。原因可能是滤纸破损(会使得液体中的不溶物进入下面的烧杯，从而使得滤液浑浊)、液面高于滤纸边缘(会使部分液体未经过滤纸的过滤直接流下，该操作会使滤液仍然浑浊)或盛接滤液的烧杯不干净等； （4）家庭净水器中含有大量的活性炭，活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味。 14．海洋是宝贵的自然资源。海水综合利用主要包括海水直接利用、海水化学资源利用和海水淡化三个方面。 （1）海水用作火力发电厂的循环冷却水，属于海水综合利用中的_______(填“海水直接利用”“海水化学资源利用”或“海水淡化”)。 （2）海水中含有大量的氯化镁，海水属于_______(填“硬水”或“软水”)，利用海水提取镁的过程中的一个环节为氯化镁通电后生成镁和氯气，反应的文字表达式为_______。 （3）用膜分离法淡化海水，只有水可以通过淡化膜进入左侧的淡水池，从而得到淡水。下列说法中正确的是_______(填字母)。 A．膜分离法的原理与过滤的原理类似 B．左侧淡水中杂质含量低 C．该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物 （4）近年来海洋污染日益严重，写出一条预防海洋污染的措施：_______；请你拟定一条保护海洋的宣传标语：_______。 【答案】 （1）海水直接利用 （2）硬水 （3）AB （4）不向海洋丢弃垃圾、排放污水 保护海洋，人人有责 【详解】 （1）将海水直接用作火力发电厂的循环冷却水，属于“海水直接利用”。 （2）海水中含有大量的氯化镁，属于硬水； 氯化镁通电生成镁和氯气，反应的文字表达式为 （3）A、膜分离法能将水和可溶性物质分离，即能将物质分离，则与过滤的原理类似，该选项说法正确； B、海水中氯化钠含量过高，而淡水中杂质含量低，该选项说法正确； C、该膜分离法能将海水转化为淡水，则能除去海水中的可溶物，该选项说法不正确。故选AB。 （4）预防海洋污染的措施有：不要过度捕捞，让海洋也有休养生息的机会；不向海洋丢弃垃圾、排放污水，不损害海洋生态资源等；保护海洋的宣传标语有：保护海洋，人人有责。 15．水是生命之源，是人类最宝贵的自然资源。我国规定水质必须在感官性指标、化学指标、病理学指标等方面达标方可成为生活饮用水。 （1）感官性指标：水应澄清透明、无色无味。为达到澄清透明，可进行加入明矾使杂质沉降等操作。 化学指标：pH6.5~8.5；总硬度<250mg/L(以碳酸钙计)；铜<1.0mg/L；铁<0.3mg/L等。这里的铜、铁是指___________(填“分子”，“原子”，“元素”或“单质”)。 （2）病理学指标：对细菌的含量有严格的限制，常投药消毒，这一过程属于___________变化(填“物理”或“化学”)。 小李收集到一瓶浑浊的河水，并在实验室模拟自来水厂的净水过程，最终成蒸馏水。其实验过程如图1所示。请问答以下问题。 （3）A物质的名称是明矾，操作①的名称是___________，关于此操作叙述不正确的是___________。 A．可用玻璃棒轻轻搅动漏斗中的液体，以加快过滤速度 B．如果滤纸高于漏斗边缘，应剪去多余部分，使滤纸的边缘比漏斗口稍低 C．多操作几次可以降低水的硬度 D．用少量蒸馏水润湿滤纸，使滤纸紧贴漏斗内壁，滤纸与漏斗壁间不留气泡 （4）如图4操作，仪器x名称是___________，其中要加入沸石，目的是___________。 （5）小李发现市面上有一种便携式净水器 如图5，广泛应用于徒步或者荒野工作，此便携式净水器___________(填“能”或“不能”广泛应用于解决海上饮水问题。 【答案】 （1）元素 （2）化学 （3）过滤 AC （4）蒸馏烧瓶 防止暴沸 （5）不能 【详解】 （1）物质由元素组成，化学指标中提到的铜、铁是指元素，而非具体的存在形式。 （2）投药消毒过程中，细菌病毒体内的蛋白质变性，有新物质生成，属于化学变化。 （3）操作①是将固体和液体分离，名称是过滤； A、用玻璃棒轻轻搅动漏斗中的液体可能会使滤纸破损，不能加快过滤速度，错误； B、过滤时，应遵循“一贴二低三靠”的规则，如果滤纸高于漏斗边缘，应剪去多余部分，使滤纸的边缘比漏斗口稍低，正确； C、硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，过滤只能除去不溶性杂质，不能降低水的硬度，错误； D、用少量蒸馏水润湿滤纸，使滤纸紧贴漏斗内壁，滤纸与漏斗壁间不留气泡，避免过滤速度变慢，正确。 故选AC。 （4）仪器x是蒸馏烧瓶，蒸馏时加入沸石的目的是防止暴沸。 （5）该便携式净水器不能除去海水中的盐分，所以不能广泛应用于解决海上饮水问题。 16．兴趣小组同学在制作简易净水器过程中，为研究净水效果，进行了下列几组实验。 【资料】Ⅰ.明矾是一种常见的絮凝剂，溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。Ⅱ.浊度用以表示浑浊程度，浊度越低代表水质越好。 【进行实验】实验1：分别用等量不同材料装填入装置(图1)，对100mL河水(预先滴入1滴红墨水)进行净化。实验记录如表： 实验序号 净水材料 净水效果 ① 小卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 ② 石英砂 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 ③ 活性炭 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色 （1）实验1的目的是______。 实验2：分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如表： 实验序号 ① ② 实验装置 河水通过活性炭层的方式 自上而下 自下而上 净水效果 实验②比①净化后的水更清澈 （2）由实验2可以得到的结论是______。 实验3：探究用明矾净水时影响净化效果(浊度)的因素。取水样，向其中加入明矾，搅拌，用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如表： 实验序号 水样的体积/mL 加明矾的质量/g 静置时间/min 浊度/% ① 200 0 20 87 ② 200 0.3 20 16 ③ 200 0.4 10 31 ④ 200 0.4 20 14 （3）实验3主要采用了对照实验，分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。 a.对比①和②，可以得出的结论是______。 b.对比③和④，可以获得的结论是______。 c.除上述外，对比________(填实验序号)还可以获得的结论是______。 【反思评价】 （4）从实验1的净水速率和效果来看，净水材料从上到下(图1)最佳堆叠顺序是______(填序号，下同)。 A．小卵石→石英砂→活性炭 B．活性炭→石英砂→小卵石 C．石英砂→活性炭→小卵石 D．活性炭→小卵石→石英砂 （5）图2为某同学设计的一款简易净水器，为了得到更好的净水效果，入水口应为______。 【答案】 （1）探究净水材料对净水效果的影响 （2）净水时，将河水自下而上通过活性炭层的净化效果比自上而下更好 （3）a.明矾能有效降低水的浊度 b.相同条件下，静置时间越长，净化效果越好 c.②④ 相同条件下，加明矾的质量越大，净化效果越好 （4）A （5）B 【详解】 （1）实验1，①使用的净水材料是小卵石，②使用的净水材料是石英砂，③使用的净水材料是活性炭，其它条件相同，说明实验1的变量是净水材料，则目的是探究净水材料对净水效果的影响。 （2）根据实验2的记录，①中河水自上而下通过活性炭层，②中河水自下而上通过活性炭层，其它条件相同，实验②比①净化后的水更清澈，则实验2可以得到的结论是净水时，将水自下而上通过活性炭层的净化效果比自上而下更好。 （3）a.对比①和②，①不加明矾，②加明矾的质量为0.3g，其它条件相同，最终①中水样浊度为87%，②中水样浊度为16%，可以得出的结论是：明矾能有效降低水的浊度。 b.对比③和④，③静置时间为10min，④静置时间为20min，其它条件相同，最终③中水样浊度为31%，④中水样浊度为14%，可以获得的结论是：相同条件下，静置时间越长，净化效果越好。 c.实验3所要探究的明矾净水的影响因素是加明矾的质量、静置时间，除上述外，对比②和④，②加明矾的质量为0.3g，④加明矾的质量为0.4g，其它条件相同，最终②中水样浊度为16%，④中水样浊度为14%，可以获得的结论是：相同条件下，加明矾的质量越大，净化效果越好。 （4）从实验1的净水速率和效果来看，小卵石净化速率快，效果差；石英砂净化速率较慢，效果一般；活性炭净化速率很慢，效果好，因此净水时需要先让水流经小卵石，后流经石英砂，最后流过活性炭，则材料从上到下最佳堆叠顺序是小卵石→石英砂→活性炭，故选：A。 (5)当水从下口进入时，较大的杂质会先沉淀下来，避免堵塞活性炭的上表面。同时，水流从上口流出，可以确保水与活性炭充分接触，提高净化效果，因此入水口应为B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 水资源及其利用 01. 学习目标 1. 了解世界和我国的水资源状况，学习用辩证的方法看待水资源的丰富和有限； 2. 了解水污染、水枯竭等水危机问题及水污染防治、节水方法等应对水危机的措施； 3. 认识水是宝贵的自然资源，形成保护和节约水资源的可持续发展意识与社会责任； 4. 了解自来水的生产流程，了解吸附、沉降、过滤和蒸馏等净化水的常用方法。了解硬水与软水的区别；了解净化水在生产和生活中的意义。 重点 自来水的净化过程； 过滤操作； 蒸馏； 难点 过滤操作失败原因的分析； 02. 思维导图 03. 新知导学 1、 人类拥有的水资源 1. 地球水资源状况 2. 我国水资源状况 我国水资源总量为3.0×1012m3，但人均水资源量只有2.1×103m3，且地域差距很大，一些地区水资源短缺，影响了人民生活和经济发展。 【知识拓展】 海水淡化，又称海水脱盐，是除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程。 2、 保护水资源 1. 水资源短缺的原因 ①人类生产生活的用水量不断增加； ②水体污染影响了水资源的利用，使本已紧张的水资源更显短缺。 2. 保护水资源 保护水资源，既要合理利用水资源，又要防治水体污染。 （1） 合理利用水资源 · 节约用水（提高水的利用率） 在工业上 应用新技术、改进工艺 工业用水重复使用 在农业上 采用节水灌溉方式，如喷灌、滴灌等 在生活上 改变用水习惯（如随手关闭水龙头等） 推广节水器具 一水多用（如淘米水浇花等） · 合理调配水资源 我国通过修建水库和实施跨流域调水（如南水北调）等措施，有效改善了水资源时空分布不均的局面，解决了很多地区严重缺水、水资源随季节变化大等问题。 （2） 防治水体污染 水体污染的危害 影响工农业生产 破坏水生生态系统 危害人体健康 防治措施 应用新技术、新工艺减少污染物的产生 对污水进行处理，使之符合排放标准（污水经物理、化学或生物方法进行分级处理后，可作为工业生产、农业灌溉、园林绿化或景观用水） 三、水的净化 1. 自来水的净化 2. 过滤 （1）原理：过滤是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种物理方法。 ①分离不溶于液体的固体与液体； ②分离两种固体：一种溶于液体的固体；一种难溶于液体的固体； （2）过滤器的准备 （3） 过滤用到的仪器 铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、玻璃棒 （4） 过滤操作要点及注意事项 过滤操作可以概括为“一贴、二低、三靠” 一贴 二低 三靠 滤纸紧贴漏斗内壁（防止留有气泡使液体流速减慢） 方法：可用少量水将滤纸润湿，使其与漏斗内壁间没有气泡；若有气泡，可用玻璃棒将气泡赶走 滤纸边缘低于漏斗边缘（防止液体从漏斗外流出） 烧杯尖嘴紧靠玻璃棒（防止液体流到漏斗外） 液面低于滤纸边缘（防止液体未经过滤而从滤纸与漏斗的间隙留下） 玻璃棒的末端轻靠三层滤纸的一边（防止滤纸破损） 漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（防止滤液溅出） 【点拨】 · 过滤后滤液仍然浑浊的原因：滤纸破损、过滤时液面高于滤纸边缘、仪器不干净等。 · 过滤在生活中的应用：漏勺、茶杯中的滤网、筛子、口罩等都应用了过滤的原理。 · 实验室中的滤纸可以用脱脂棉、口罩等代替，漏斗可以用去掉底部的饮料瓶代替。 如果用具有吸附作用的固体过滤液体，不仅可以滤去其中的不溶性杂质，还可以吸附一些溶解的杂质，除去异味。 【点拨】 活性炭净水器 示意图 原理 利用活性炭的吸附性除去水中的颜色和异味杂质，同时还能起到过滤层的作用，滤去不溶性杂质。具体来说，活性炭具有疏松多孔的结构，这使得它拥有很大的表面积，能够吸附水中的微小颗粒和一些可溶于水的杂质。此外，活性炭还能吸附水中的异味和色素，使水变得更加清澈透明。 活性炭净水器示意图中为什么入水口在下，出水口在上？理由？ 活性炭净水器入水口在下的设计是为了提高净水效果。 这种设计可以确保水与活性炭充分接触，从而更有效地去除水中的杂质。如果入水口在上，水会在重力作用下迅速流过活性炭，导致与活性炭的接触时间较短，影响净水效果。而入水口在下，则可以使水流速度减慢，增加水与活性炭的接触时间，提高吸附效果。 活性炭净水器中活性炭的作用 ①吸附杂质：活性炭具有多孔性固体表面，能够吸附去除水中的有机物或有毒物质，使水得到净化； ②去除异味：活性炭可以有效除去水中的臭味、氯、氰及多种重金属离子等有害物质和脱色净水； ③提高水质纯净度：活性炭不但能除去异臭异味，还能提高水的纯净度。它对水中各种杂质如氯、酚、砷、铅、氰化物、农药等有害物质也有很高的去除率； ④适用范围广：活性炭不仅适用于家庭净水器，还广泛用于城市生活饮用水、纯净水、蒸馏水、超纯水等制造设备的填装、脱氯、降油净化及各种工业污水深度净化处理。 综上所述，净水器活性炭在水处理过程中发挥着重要作用，能够有效改善水质，保障饮水安全。 【知识拓展】 简易净水器制作 小卵石、石英砂、蓬松棉的作用是过滤，其中小卵石可以除去水中颗粒较大的难溶性杂质，石英砂可以除去颗粒较小的难溶性杂质。活性炭可以吸附水中的一些可溶性杂质，除去颜色、异味。 注意：经该简易净水器净化后的水，不能直接饮用。 3. 硬水和软水 （1）定义 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。（硬水是混合物） 软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。（软水不一定是混合物，例蒸馏水是纯净物） （2） 硬水的危害 硬水的危害 用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不净衣物，时间长了还会使衣物变硬。 锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢后不仅浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。 长期引用硬度过高的水不利于人体健康 煮沸可以使水中的可溶性钙、镁化合物变成沉淀物（即水垢，其主要成分是碳酸钙和氢氧化镁），从而降低水的硬度。 4. 蒸馏 （1） 原理 根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离（分离和提纯液态混合物或除去混在液体中的杂质）的一种方法，是物理变化。实验室采用蒸馏的方法制取蒸馏水。（蒸馏水是纯净物） （2） 制取蒸馏水 ①在烧瓶中加入自来水，再加入几粒沸石（或碎瓷片以防加热时出现暴沸）； ②按下图所示连接好装置，使各连接部位严密不漏气； ③加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈（以防液体通过导管直接流到试管里）； ④弃去开始馏出的部分液体（其中可能含有低沸点的杂质和仪器内壁的杂质），收集约10mL蒸馏水后，停止加热。 实验室常用的蒸馏装置 制取蒸馏水的简易装置 【点拨】 蒸馏装置中，冷却水的流向跟水蒸气的流向相反，逆流冷却效果较好。 常用的净水方法（这几种净水方法均为物理变化） 方法 原理 作用 所得物质类别 净化程度 沉降 在水中加入混凝剂使水中的悬浮杂质较快沉降 除去不溶性杂质 混合物 由 低 到 高 过滤 将不溶于液体的固体物质与液体分离 除去不溶性杂质 混合物 吸附 利用活性炭等具有吸附作用的物质把水中的一些不溶性杂质滤去、吸附部分可溶性杂质 除去不溶性杂质、可溶性杂质（如色素、异味等） 混合物 蒸馏 通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成蒸馏水 除去不溶性杂质、可溶性杂质 纯净物 【知识归纳】 水的净化过程 04. 夯实基础 1．下列有关水的说法正确的是（） A．地球上的淡水资源取之不尽 B．农业灌溉将漫灌改为滴灌，可节约用水 C．煮沸后的自来水是纯水 D．过滤可除去水中的所有杂质 2．自制的净水器如图所示，下列说法错误的是（） A．该净水器净化后的河水属于纯净物 B．该净水器能除去泥沙等难溶性杂质 C．该净水器不能杀菌消毒 D．该净水器中小卵石和石英砂等可起到过滤作用 3．自来水厂中通常使用对水体进行处理，其作用是（） A．杀菌消毒 B．吸附杂质 C．絮凝沉降 D．过滤沉淀 4．下列说法不正确的是（） A．用蒸馏法从海水中得到蒸馏水是化学变化 B．水的天然循环是通过其三态变化实现的 C．自制简易净水器中细沙的作用是过滤 D．可供人类直接利用的淡水资源非常少，要节约用水 5．下图表示的是过滤装置，以下有关过滤的操作规范的是（） A．滤纸边缘高出漏斗 B．漏斗末端管口紧靠烧杯内壁 C．玻璃棒末端轻轻斜靠在一层滤纸的一边 D．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 6．汾河生态修复是一项旨在恢复汾河流域生态系统功能、改善流域生态环境的重要工程。下列修复措施与目的对应关系不正确的是（） A．河道清淤：提高河道的行洪能力 B．曝气增氧：促进污染物的氧化分解 C．定期检测pH：监测水体的酸碱度 D．投放活性炭：吸附汾河水中的泥沙 7．下列实验设计能达到实验目的的是（） 实验设计 实验目的 A．测定空气中氧气含量 B．证明蜡烛燃烧生成二氧化碳 C．探究不同种催化剂对分解速率的影响 D．制取蒸馏水 A． A B．B C．C D．D 8．“生命吸管”是一种野外获得饮用水的简易装置，其原理如图。下列说法不正确的是（） A．PP棉滤网利用过滤原理除去水中的泥沙 B．活性炭滤芯可除去水中的色素和异味 C．除菌超滤膜能除去水中的细菌 D．天然水经过该装置后得到的液体是纯水 9．如图是化学兴趣小组为鱼缸设计的净水装置，为增强净水效果，净水材料（小卵石体积比石英砂大）从下到上最佳堆叠顺序是（） A．小卵石石英砂活性炭 B．活性炭石英砂小卵石 C．石英砂活性炭小卵石 D．活性炭小卵石石英砂 10．如图为活性炭净水器示意图，下列说法错误的是（） A．该过程能将硬水转化为软水 B．该装置能除去水中的色素和异味 C．为提高净水效果，b为入水口，a为出水口 D．该净水原理体现了“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念 11．珠江是广东省的“母亲河”也是城市用水的重要水源，自来水厂需对江水进行多步净化。以下处理步骤的正确顺序是（） ①投药消毒(如通入氯气杀死水中微生物)②过滤(去除不溶性杂质) ③静置沉降(加入明矾吸附悬浮物)④活性炭吸附(去除异味和色素) A．①→③→②→④ B．②→③→①→④ C．③→④→②→① D．③→②→④→① 12．便携式户外净水器(如图)能够除去河水中的钙离子、镁离子等微粒，达到过滤杂质和软化水质的目的。以下有关此净水器工作原理的分析，正确的一项是（） A．该装置中的活性炭起到吸附杂质的作用 B．该装置利用了蒸馏原理来软化水质 C．利用静置沉淀除去水中的钙离子、镁离子 D．该装置可以除去水中所有的杂质 13．回答下列问题： （1）明矾可用于净水，是因为明矾可以___________。 （2）对于①静置沉淀   ②吸附沉淀   ③过滤   ④蒸馏等净化水的操作，单一操作相对净化程度由低到高的顺序是___________。 （3）在如图过滤的实验操作中： ①在实验室完成该操作所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有___________（填仪器名称），其中玻璃棒的作用___________。 ②该操作用于水的净水，可除水中___________（填“可溶性”或“不溶性”）杂质。 ③如果滤液仍然浑浊。原因可能是___________。（写出一点即可） （4）家庭净水器中含有大量的活性炭，活性炭起___________作用。 14．海洋是宝贵的自然资源。海水综合利用主要包括海水直接利用、海水化学资源利用和海水淡化三个方面。 （1）海水用作火力发电厂的循环冷却水，属于海水综合利用中的_______(填“海水直接利用”“海水化学资源利用”或“海水淡化”)。 （2）海水中含有大量的氯化镁，海水属于_______(填“硬水”或“软水”)，利用海水提取镁的过程中的一个环节为氯化镁通电后生成镁和氯气，反应的文字表达式为_______。 （3）用膜分离法淡化海水，只有水可以通过淡化膜进入左侧的淡水池，从而得到淡水。下列说法中正确的是_______(填字母)。 A．膜分离法的原理与过滤的原理类似 B．左侧淡水中杂质含量低 C．该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物 （4）近年来海洋污染日益严重，写出一条预防海洋污染的措施：_______；请你拟定一条保护海洋的宣传标语：_______。 15．水是生命之源，是人类最宝贵的自然资源。我国规定水质必须在感官性指标、化学指标、病理学指标等方面达标方可成为生活饮用水。 （1）感官性指标：水应澄清透明、无色无味。为达到澄清透明，可进行加入明矾使杂质沉降等操作。 化学指标：pH6.5~8.5；总硬度<250mg/L(以碳酸钙计)；铜<1.0mg/L；铁<0.3mg/L等。这里的铜、铁是指___________(填“分子”，“原子”，“元素”或“单质”)。 （2）病理学指标：对细菌的含量有严格的限制，常投药消毒，这一过程属于___________变化(填“物理”或“化学”)。 小李收集到一瓶浑浊的河水，并在实验室模拟自来水厂的净水过程，最终成蒸馏水。其实验过程如图1所示。请问答以下问题。 （3）A物质的名称是明矾，操作①的名称是___________，关于此操作叙述不正确的是___________。 A．可用玻璃棒轻轻搅动漏斗中的液体，以加快过滤速度 B．如果滤纸高于漏斗边缘，应剪去多余部分，使滤纸的边缘比漏斗口稍低 C．多操作几次可以降低水的硬度 D．用少量蒸馏水润湿滤纸，使滤纸紧贴漏斗内壁，滤纸与漏斗壁间不留气泡 （4）如图4操作，仪器x名称是___________，其中要加入沸石，目的是___________。 （5）小李发现市面上有一种便携式净水器 如图5，广泛应用于徒步或者荒野工作，此便携式净水器___________(填“能”或“不能”广泛应用于解决海上饮水问题。 16．兴趣小组同学在制作简易净水器过程中，为研究净水效果，进行了下列几组实验。 【资料】Ⅰ.明矾是一种常见的絮凝剂，溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。Ⅱ.浊度用以表示浑浊程度，浊度越低代表水质越好。 【进行实验】实验1：分别用等量不同材料装填入装置(图1)，对100mL河水(预先滴入1滴红墨水)进行净化。实验记录如表： 实验序号 净水材料 净水效果 ① 小卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 ② 石英砂 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 ③ 活性炭 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色 （1）实验1的目的是______。 实验2：分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如表： 实验序号 ① ② 实验装置 河水通过活性炭层的方式 自上而下 自下而上 净水效果 实验②比①净化后的水更清澈 （2）由实验2可以得到的结论是______。 实验3：探究用明矾净水时影响净化效果(浊度)的因素。取水样，向其中加入明矾，搅拌，用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如表： 实验序号 水样的体积/mL 加明矾的质量/g 静置时间/min 浊度/% ① 200 0 20 87 ② 200 0.3 20 16 ③ 200 0.4 10 31 ④ 200 0.4 20 14 （3）实验3主要采用了对照实验，分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。 a.对比①和②，可以得出的结论是______。 b.对比③和④，可以获得的结论是______。 c.除上述外，对比________(填实验序号)还可以获得的结论是______。 【反思评价】 （4）从实验1的净水速率和效果来看，净水材料从上到下(图1)最佳堆叠顺序是______(填序号，下同)。 A．小卵石→石英砂→活性炭 B．活性炭→石英砂→小卵石 C．石英砂→活性炭→小卵石 D．活性炭→小卵石→石英砂 （5）图2为某同学设计的一款简易净水器，为了得到更好的净水效果，入水口应为______。 学科网（北京）股份有限公司 $